基于无线传感器网络的储能系统设计

谢 丽 君

（无锡科技职业学院电信系，江苏 无锡 214000）

在经济、科技协同发展的当下社会，国内居民的生活水平稳步提升，同时增加了对各项资源、能源的迫切需求。自然资源的过度开发和不可再生能源的过度消耗也给社会的未来发展带来了不稳定因素，如生态环境破坏、自然资源短缺等问题在当前的发展阶段中显得尤为突出。为缓解能源应用和环境保护压力，越来越多的科研人员投身于新能源的开发、利用与存储项目之中，这不但改变了原有的能源结构体系，也为新能源及储能领域的发展带来了新的动力与活力。

随着电子技术和信息化技术的蓬勃发展，各类新兴的网络信息技术层出不穷，这一方面显著地改善了公众的生活行为方式，使其生活更加便利、舒适，另一方面也为传统工业、商业的升级转型工作带来了新的发展机遇。考虑到电子信息化技术发展所带来的各项优势，能源领域科研人员与工程技术人员正着手将这些新技术应用在实际的生产与建设过程之中，以不断提升能源领域的发展速度和发展能力。本文着眼于储能系统综合性设计的实际课题，立足于工程建设实践，探讨了无线传感器网络在储能系统设计中的应用方案，并对该类网络的基本概念和技术要点、储能系统的设计核心进行简要叙述，以为储能领域的发展提供几点参考与指导。

1 无线传感器网络的基本概念及技术概要

无线传感器网络是一种基于无线通信技术的网络化技术，通过将众多传感器节点自由组合或结合形成动态网络，且主要构成模块包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和能量供应模块等。其中，数据采集模块主要通过传感器设备对监控区域信息数据进行收集；数据处理模块通常用以处理传感器节点的管理任务和定位信息；数据传输模块主要负责不同网络节点之间信息传输与通信，且传输速度和传输安全性均较传统方法有明显提升；能量供应模块则是指用以传感器能源供给的供给设备，且考虑到传感器的占地面积与应用场景，能量供应模块常以微型电池或太阳能供能为主。

2 储能系统设计过程中的设计重心及关键点

充分认识储能系统设计的任务重心与关键点是实现更快、更好、更优储能系统建设的重要步骤，不但能够帮助工程人员清晰地了解设计环节中的瓶颈与不足，而且能够引起工程建设人员的广泛关注，进而有效地提升储能系统的设计水平与建设质量。

（1）储能系统需进行实时的动态数据监控。在储能系统的建设与应用阶段，操作人员需要对储能系统的各项数据进行实时监控，微小的数据变化都有可能导致严重的生产问题。因此，在储能系统的设计阶段，设计人员便应就系统中需要检测的部分进行整理与罗列，并安装适宜的监控传感器设备，如信号传感器、检测传感器、监测传感器等，以实时地获取动态数据，且这些数据在后续的系统分析中同样意义重大。

（2）储能系统需满足较高的安全性与稳定性。储能系统的安全性与稳定性仍然是系统建设中的两座大山。其中，储能系统的安全性主要指系统能否准确地发现运行过程中存在的异常问题或设备故障，并及时地进行处理；稳定性则是指储能系统能否在运行过程中长期保持一个稳定的可控范围或参数范围，这在储能领域的实际生产中具有重要的应用意义。

（3）储能系统需具备高速度、低延迟控制能力。储能系统的控制与调配也是设计人员广泛重视的问题之一。在储能系统的正常运转状态下，操作人员可能会根据产能状况或供能需求对系统进行灵活的调整，且在部分特殊场景下调配与控制的频率会明显提升，而这均需要依靠高速、低延迟的系统通信能力来支持。此外，高速度、低延迟的通信能够使储能系统控制人员更好地处理突发问题，如设备故障、安全事故等，进而充分地保障储能系统整体的运转效果。

3 基于无线传感器网络的储能系统设计方案

为进一步优化储能系统的现有升级方案，并实现技术上的升级与突破，设计人员将无线传感器网络全方位地应用在了储能系统的各个设计环节之中，并针对储能与供能需求进行了一系列优化，进而有效地提升了储能系统的数据监测、系统运维和系统通信效果。

（1）无线传感器网络在储能系统监测中的应用。得益于无线传感器网络在数据监控方面的天然优势，该技术能够直接被应用在储能系统的参数监测过程之中。储能系统的温度、湿度、磁场、静电等环境数据信息对于系统的整体运行具有重要参考意义，而使用无线传感器网络则能实现多项数据的一体化监测和有效整合，这有效降低了传统监测过程中的监测任务难度。同时，在自动化水平高速发展的当下储能领域，各传感器之间的信息互通与互联是支持整体储能系统高效运转的重要前提。在此过程中，无线传感器网络通过数字化协议、信息中转站设置等步骤实现了各类信息的高效传输，继而实现了储能领域自动化水平的飞速提升。

（2）无线传感器网络在储能系统运维中的应用。在储能系统的日常运营过程之中，无线传感器网络的信息处理能力同样具有重要作用。系统控制人员可以通过无线传感器网络的数据处理模块进行简单数据分析，进而将分析过程本地化，这将有效地降低储能系统控制端的数据处理任务压力并提高储能系统的工作效率。具体而言，对于储能系统中收集的大规模数据，其中仅有部分数据对系统的整体控制和系统决策具有指导性意义，因此，通过无线传感器网络来进行数据的第一次过滤，能够显著地降低中央处理系统端的数据处理压力，进而实现降本增效的储能系统控制目标。

（3）无线传感器网络在储能系统通信中的应用。无线传感器网络在数据传输方面的优势也被充分地应用在储能系统的设计之中。区别于传统的储能系统设计方案，基于无线传感器网络设计的储能系统能够实现数据的超高速安全传输，这高效地辅佐了系统的控制、操作与紧急问题处理过程。举例而言，由于网络安全问题所导致的信息泄漏或信息安全问题时有发生，这给储能领域带来了巨大的经济损失与数据损失。然而，通过将无线传感器网络不属于储能系统通信实践，上述问题得到了充分的处理与解决，继而为整体的安全性能提高与优化做出巨大贡献。

4 无线传感器网络在储能系统设计中的应用优势

在当前的储能系统市场中，无线传感器网络的设计应用已经得到了技术人员的充分重视，且各项设计优化工作正紧锣密鼓地逐渐展开。得益于无线传感器网络的加入，储能系统的设计方案在监测数据精度、系统运行稳定性、系统反馈速度和系统建设成本等方面均取得了较大进步，这为国内储能产业的未来发展奠定了重要的技术基础。

无线传感器网络在储能系统中的应用优势首先体现在数据的监测过程之中，该网络使储能系统的监测数据更加全面且数据精度更高，这既显著地改善了传统储能系统监测数据少、数据精度低的发展瓶颈，又有效地加强了操作人员对数据的敏感程度。通过使用无线传感器网络，储能系统的整体运行效果更加稳定，系统的安全性也得到了极大改善，且系统的操作人员可以根据实时数据及时地做出反应，以全面应对系统运行过程中各类问题的发生。同时，无线传感器网络的应用优势还体现在其适用性场景丰富方面，该类网络可以被灵活地部署于平原、山区、崎岖地貌等多种复杂任务场景下，并稳定地完成数据传输任务。除上述方面外，建设成本更低、具有良好的经济效益也是无线传感器网络的实际应用优势，这在储能系统的设计过程中也是十分重要的影响因素。

综上，在电子信息化技术逐步成熟的当下阶段，储能系统设计领域的研究人员应充分利用新技术、新方法、新设备所提供的应用优势，不断地完善储能系统的设计水平与设计效果，并重点解决传统储能系统设计过程中的各类瓶颈问题，而这也将为我国能源领域的长期稳固发展做出巨大贡献。